JPH07230556A

JPH07230556A - Ｃｇ立体視アニメーションの生成法

Info

Publication number: JPH07230556A
Application number: JP2052194A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Koga; 和夫古賀; Kazuto Yamanou; 和人山農
Original assignee: Hazama Gumi Ltd
Current assignee: Hazama Corp
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-02-17
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】観察者の輻輳が自然に変化する、より現実感
を伴う立体映像を得ることができるＣＧ立体視アニメー
ションの生成法を提供すること。【構成】右目用画像と左目用画像を作成し、これらを
観察者の右目と左目にそれぞれ与える立体視を利用する
ＣＧアニメーションを生成するに当たり、前記ＣＧアニ
メーションのキーフレーム画像ごとに透視投影面を設定
し、次に前記各キーフレーム画像間における前記透視投
影面の移動する距離を線形補間する工程を加えることを
特徴とする。また、前記ＣＧアニメーションのキーフレ
ーム画像ごとに透視投影面を設定し、次に前記各キーフ
レーム画像間における前記透視投影面の移動する距離を
線形補間する工程を経た後、アニメーションレンダリン
グソフトの視点データフォーマットで出力し、次いで左
右の視点情報を入力して前記右目用画像と左目用画像を
作成することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＣＧ（コンピュータ・グ
ラフィックス）立体視アニメーションの生成法に関し、
特に右目用と左目用の画像を観察者の両眼に独立に与え
る立体視を利用したＣＧアニメーションの生成法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＧ立体視アニメーションは、ＣＧの３
次元表示技術における立体視を利用するコンピュータア
ニメーションである。この立体視は、右目用画像と左目
用画像を作成して、これを観察者の右目と左目に偏光式
や時分割式等のメガネを介するなどしてそれぞれ独立に
与えることにより、観察者に奥行きを感知させる映像技
術であり、観察者が立体感を知覚する生理的要因のう
ち、両眼視差（両眼の網膜上の像の差異の検知作用）お
よび輻輳（両眼の視線のなす角度の検知作用）を利用し
ている。

【０００３】以上の立体視を用いるＣＧアニメーション
の生成に際しては、セルアニメーションと同様、アニメ
ーションの流れの中で動作の主要な変化点となるキーフ
レーム画像を作成する工程と、各キーフレーム間をコン
ピュータキーフレーム法により中割りする工程とを要す
る。これを右目用と左目用とでそれぞれ別々に行うか、
又は仮想上の両眼の中間点を基準にしてキーフレームを
中割りした後、左右両眼に対応するよう変数を与えて、
右目用と左目用の画像を得る。これらを偏光式では二つ
のＣＲＴにて同時に、時分割式ではビデオテープ等の映
像記録媒体にフィールド単位で録画したソフトを一台の
ディスプレイにて映像化する。

【０００４】キーフレーム画像の生成は、例えばＧＷＳ
（Graphic Work Station）等にて対話形式で行うことが
でき、基準点から所望の距離を置いて、３次元座標系内
に透視投影面の設定値とこの前後にある観察の対象物の
位置情報を入力し、次いで、透視投影面上に対象物を透
視変換して出力することにより得られる。よって、観察
者の輻輳は最終的に投影面と一致するが、観察者の左右
両眼視差を考慮する必要のない遠景は透視変換する必要
はない。

【０００５】左右両眼別画像の生成のうち主たるもの
は、図３にて示すように、基準点ｚを視間（ｘ）方向に
おいて互いに等距離移動させて右視点ｅおよび左視点
ｅ’を定義し、この左右視点ｅ，ｅ’それぞれに対応す
る透視投影面に物体を透視変換して生成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
３次元空間において、例えば観察者が背景からその前を
横切る物体に視線を移すと、それに伴って輻輳も変わる
ところ、以上の従来技術では、観察者の輻輳が来る透視
投影面の基準点からの距離が一定に設定されていため、
観察者が背景に対して前を横切る物体に視線を移して
も、輻輳が全く変わらないため不自然な立体映像となっ
ていた。

【０００７】本発明は以上の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、観察者の輻輳が自然に変化す
る、より現実感を伴う立体映像を得ることができるＣＧ
立体視アニメーションの生成法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するものであり、その要旨は、右目用画像と左目用画像
を作成し、これらを観察者の右目と左目にそれぞれ与え
る立体視を利用するＣＧアニメーションを生成するに当
たり、前記ＣＧアニメーションのキーフレーム画像ごと
に透視投影面を設定し、次に前記各キーフレーム画像間
における前記透視投影面の移動する距離を線形補間する
工程を加えることを特徴とするＣＧ立体視アニメーショ
ンの生成法にある。

【０００９】また、前記ＣＧアニメーションのキーフレ
ーム画像ごとに透視投影面を設定し、次に前記各キーフ
レーム画像間における前記透視投影面の移動する距離を
線形補間する工程を経た後、アニメーションレンダリン
グソフトの視点データフォーマットで出力し、次いで左
右の視点情報を入力して前記右目用画像と左目用画像を
作成することもできる。

【００１０】本発明において、右目用画像および左目用
画像とは、観察者の右目と左目とで対象物の見え方が微
妙に違う点や遠景に対する対象物の相対位置が若干変わ
る点を考慮して生成される二つの画像である。これら両
眼用画像を最初から別々に生成するものと、最終的に左
右両眼用に分けものとがある。

【００１１】以上の右目用画像と左目用画像とを観察者
の右目と左目にそれぞれ与える技術としては、例えば二
色フィルタを用いるアナグリフ方式、偏光フィルタを用
いる偏光メガネ方式等、従来から種々提案・提供されて
いるのものから選択して利用することができるが、時間
的に交互に左右の眼に対応する画像を与える時分割方式
を用いることが望ましい。この場合、ハードとしてディ
スプレイの切替え周期に同期して開閉するシャッタ式の
メガネやゴーグルを用いる。なお、液晶ディスプレイの
場合、液晶の残像効果により映像のちらつきが軽減され
る。

【００１２】また、キーフレーム画像ごとの透視投影面
の設定と、各キーフレーム画像間における前記透視投影
面の移動する距離の線形補間とを経た後、アニメーショ
ンレンダリングソフトの視点データフォーマットで出力
して、左右の視点情報を入力して前記右目用画像と左目
用画像を作成するようにすれば、左右視点に対応する設
定値の入力が容易となるため、左右両眼用画像における
両眼視差を高精度にて設定でき、よって、アニメーショ
ン映像の歪みが減少する。この点、従来技術において例
示した左右両眼別の画像の生成では、左右の視線ｄ，
ｄ’（左右の視点ｅ，ｅ’からこれに対応する透視投影
面ｆ，ｆ’の一点に至る視線）を単に平行移動させただ
けであり、各透視投影面ｆ，ｆ’上に物体を透視変換し
ても、両眼視差は近似的で立体映像に歪みが生じてい
た。

【００１３】

【作用】本発明では、ＣＧアニメーションのキーフレー
ム画像ごとに適切な透視投影面を設定するので、各キー
フレーム画像における透視投影面の位置の変化に伴い観
察者の輻輳も変化する。また、各キーフレーム画像間で
透視投影面が移動する距離を線形補間するので、透視投
影面が急激に移動することはない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
述する。

【００１５】図１のフローチャートは、本発明にかかる
立体視ＣＧアニメーションの生成法の一例を含む。ま
ず、アニメーションでの視点の動きを設定する（１）。
この工程（１）では、例えば、見せたい対象物があって
も、その前を物体が横切ると、これに観察者の焦点が向
かう等の人間の特性を考慮に入れて、観察者の視線がど
こに来るかを予め想定し、キーフレーム画像を選択・作
成する。また、各キーフレーム間をコンピュータキーフ
レーム法により中割りする。

【００１６】次に、キーフレーム画像ごとに基準視点か
ら透視投影面までの距離を設定し、各キーフレーム間に
おける透視投影面の移動距離を線形補間する（２）。こ
こで、透視投影面は、前工程（１）で想定した観察者の
視線が向かうであろう物体上に設定する。以下、透視投
影面の線形補間を説明する。

【００１７】図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、経時的に
並ぶキーフレーム画像Ａ，Ｂ，Ｃを便宜的に表し、家１
０の前を車１１が横切る映像に対応する。キーフレーム
Ａにおいて、透視投影面ｓは、基準視点ｚから距離Ｌの
位置にある家１０上に設定される。なお、人頭部および
左右両眼Ｅ，Ｅ’からの視線は、観察者の輻輳を表現す
るための便宜的なものである。キーフレームＢでは、家
１０の前に車１１が来ている。よって、キーフレームＢ
では、観察者の視線が車１１に向かうと仮定し、透視投
影面Ｓを視点Ｚから距離ｌの位置にある車１１上に設定
する。なお、実際には、キーフレームＡ，Ｂ間には車１
１が左方（図において上方）から画面上に表れるキーフ
レーム画像があり、キーフレームＢにおいて家１０は透
視投影面Ｓ上に投影されて出力される。仮想投影面Ｓ
は，キーフレームＡ，Ｂ間で距離ｌ’だけ観察者側に移
動しており、この距離ｌ’をキーフレームＡ，Ｂ間の中
割り画像数に対応するよう線形補間する。この線形補間
は、距離ｌ’を単に等間隔に分割することもできるが、
参照番号２０にて示すように、補間された各投影面Ｓ
１，Ｓ２，Ｓ３・・・の間隔が大から小に除々に変化す
るよう設定するなど、対象物の動きやこれに対し想定さ
れる観察者の視線の動きを勘案して所望に設定すること
ができる。該図においては、車１１が表れると観察者の
視線が家１０から車１１に移ると思われ、この際、比較
的大きく輻輳が変わるので、最初は比較的大きく透視投
影面を中割りし除々に小さくしている。キーフレームＢ
からＣの過程でも同様に線形補間する（参照番号２
１）。

【００１８】次に、以上の一視点を基準として作成され
た入力情報から左右両眼用の画像を得るため、アニメー
ションレンダリングソフトの視点データフォーマットに
より出力し（３）、右目用と左目用の視点の動きデータ
に分ける（４）。次に、視点の動き、即ち、左右の視点
や透視投影面に対する左右の視線方向等の変数をアニメ
ーションレンダリングソフトに取り込み、視野変換を行
なう（５）。次いで、アニメーション画像の計算を左右
別々に行う（６）。ここで、各画像に表れる物体の３次
元数値情報が透視投影面上に投影されると共に、隠面の
消去や色付けも行われる。以上の工程を経て右目用と左
目用の各画像がレンドリングされ生成される（７）。こ
の際、フィールド単位にレンダリングすれば、フレーム
単位のレンダリングに比べて計算に費やされる時間を略
半減することができる。

【００１９】以上のようにして得られた左右両眼用の画
像は、２眼式や他眼式における公知の種々の方式を介し
て、観察者に立体視アニメーシションとして観賞され得
る。例えば、これらをシンクジェネレータによりカウン
トしながら１フィールドごとに交互に録画して（８）、
一本のビデオテープを作成し（９）、これをコントロー
ラを介して時分割シャッター式ディスプレイで観賞する
等である。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、アニメ
ーションのキーフレーム画像ごとに適切な透視投影面を
設定するため、観察者の視線の変化に伴い輻輳も変化す
る。よって、より現実感を伴うＣＧ立体視アニメーショ
ンを観察者に与えることができる。また、各キーフレー
ム画像間で透視投影面が移動する距離を線形補間するた
め、透視投影面が急激に移動することはなく、観察者の
目が疲れることはない。

【００２１】また、右目用画像と左目用画像の作成に際
し、アニメーションレンダリングソフトの視点データフ
ォーマットで出力して、左右の視点情報を入力すれば、
より良好な設定値により歪みの少ないＣＧ立体視アニメ
ーションを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を含むフローチャートである。

【図２】経時的に並ぶキーフレーム画像を便宜的に表
し、車が表れる以前の画面（ａ）、車が家の正面に着て
いる画面（ｂ）、および、車が去った画面（ｃ）であ
る。

【図３】従来の左右両眼別画像の生成を説明するための
図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ，Ｃキーフレーム画像Ｅ右視点Ｅ’ 左視点Ｌ，ｌ，ｌ’ 距離Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３透視投影面Ｚ基準点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】右目用画像と左目用画像を作成し、これ
らを観察者の右目と左目にそれぞれ与える立体視を利用
するＣＧアニメーションを生成するに当たり、前記ＣＧ
アニメーションのキーフレーム画像ごとに透視投影面を
設定し、次に前記各キーフレーム画像間における前記透
視投影面の移動した距離を線形補間する工程を加えるこ
とを特徴とするＣＧ立体視アニメーションの生成法。
【請求項２】前記工程を経た後、アニメーションレン
ダリングソフトの視点データフォーマットで出力し、次
いで左右の視点情報を入力して前記右目用画像と左目用
画像を作成する請求項１に記載のＣＧ立体視アニメーシ
ョンの生成法。